FeAl/FeAlSi非对称膜材料的制备及膜基结合性能

目的制备高温腐蚀环境下应用的Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料,研究膜与基体的结合性能。方法采用粉末反应合成法制备大孔径、高孔隙度的FeAlSi多孔体作为支撑体,通过浸渍法在支撑体表面制备小孔径的FeAl涂层作为膜层,再经烧结得到Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料。研究Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的孔结构性能及膜基结合性能。采用XRD和SEM研究多孔膜材料的物相组成及微观形貌,采用孔结构测试仪及压汞法测试支撑体与膜层的孔结构参数,采用拉伸法和反吹实验研究Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的膜基结合性能。结果 Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料表面膜层均匀、完整,膜层与支撑体之间具有冶金结合。支撑体的孔隙度和平均孔径分别为43.0%和22.7μm,膜层的孔隙度和平均孔径分别为36.5%和7.5μm。当膜层厚度增加时,膜材料的透气度下降,最大孔径在一定膜层厚度范围内变化不大,当膜层厚度在150～300μm范围内时,最大孔径约为7.8μm。膜层与支撑体的结合强度大于5.5 MPa。结论浸渍法制备的Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的孔结构性能优异,膜基结合性能满足工业应用。     

占位剂K2SO4对NiCu合金多孔膜孔结构的影响

以Ni元素粉末为原料,K₂SO₄粉末为占位剂,将Ni-K₂SO₄混合粉末加入聚乙烯缩丁醛(PVB)乙醇溶液中制成浆料,刮涂在Cu箔上,利用Kirkendall效应,经真空烧结制备多孔NiCu合金膜。研究K₂SO₄含量对NiCu合金多孔膜收缩率、透气度、孔径、宏观和微观形貌的影响。结果表明:随Ni-K₂SO₄混合粉末中的w(K₂SO₄)增加,多孔膜的透气度先增大后减小。当w(K₂SO₄)<40%时,随w(K₂SO₄)增加,膜层的烧结收缩率减小,透气度增大,最大达到2361 m3/(m2·h·kPa),最大孔径在45μm左右变化不大;w(K₂SO₄)大于40%时,多孔膜的透气度下降,孔径明显减小;当w(K₂SO₄)>60%,膜层透气度低于测试仪器下限。适量的K₂SO₄通过在涂覆层中的占位作用阻碍Ni颗粒烧结致密化,提高多孔膜的透气度,但过量的K₂SO₄会在烧结过程中阻断Cu原子向Ni粉层扩散,使Cu箔上难以形成通孔,透气度大幅降低。     

FeAl(Si)多孔材料的制备及高温力学性能

研究以Fe、Al、Si元素粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应烧结制备FeAl(Si)多孔材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多孔性能测试和高温拉伸实验等分析测试手段,研究FeAl(Si)多孔材料在烧结过程中的孔结构演变、显微组织形貌和高温力学性能。结果表明,在烧结过程中,随温度升高,孔隙数量增多,孔径增大,经1 120℃保温2 h后得到了具有孔结构丰富,孔隙均匀分布,单一FeAl(Si)相的多孔材料,该材料孔隙度为51.0%,最大孔径为27.3μm,透气度为373.7 m~3/(h·kPa·m~2)。随温度由室温升高,FeAl(Si)多孔材料的抗拉强度先升高后降低,500℃时,FeAl(Si)多孔材料表现出最大的抗拉强度15.24 MPa,温度进一步升高,抗拉强度急剧下降。低温下FeAl(Si)多孔材料表现为脆性断裂,高温下呈现出一定的塑性断裂特征。